Рекомендации по организации мониторинга за качеством поверхностных вод

В процессе освоения месторождения загрязнению подвержен в первую оче­редь сток, формирующийся на поверхности водосбора, включая почвенные воды.

Источниками загрязнения здесь могут быть:

- нефтедобывающие скважины и прискважинные площадки как очаги постоянного загрязнения;

- промысловые трубопроводные коммуникации с ДНС с высокой вероятностью линейно-очагового загрязнения при авариях;

- установки сбора и подготовки нефти с резервуарами для хранения, отстойниками, шламонакопителями;

- сооружения для ППД - нагнетательные скважины, водоводы БКНС, водоподготовительные установки, парогенераторные и водогрейные устройства, установки для приготовления буровых и технологических растворов, со­держащие кислоты, щелочи, ПАВ, полиакриламид и др.;

- поглощающие скважины с высокими устьевыми давлениями и компрессорами для закачки пластовых (сточных) вод;

- прочие (автодороги, свалки, производственный и бытовой мусор, бытовые стоки, рассеянное загрязнение из атмосферы и др.).

Учитывая такое разнообразие источников загрязнения и длительный срок производственной деятельности предприятия, комплекс наблюдений за состоянием поверхностной гидросферы необходимо существенно расширить и приве­сти в соответствие с требованиями Общегосударственной службы наблюдения и контроля состояния окружающей среды (ОГСНК) и Единой государственной системы экологического мониторинга (ЕГСЭМ). Основные задачи наблюде­ний за качеством поверхностных вод в системе ОГСНК формулируются следу­ющим образом [60]:

- систематическое получение как отдельных, так и осредненных во времени и пространстве данных о качестве воды;

- обеспечение систематической информацией и прогнозами изменения гидрохимического режима и качества воды водоемов и водотоков наряду с экстренной информацией о резких изменениях загрязненности воды.

Порядок организации и проведения наблюдений в пунктах режимных ра­бот определен Методическими указаниями [48], а также гидрометеорологическими наставлениями для наблюдательных постов. Для проведения монито­ринга вод суши организуются:

- стационарная сеть пунктов наблюдений за естественным составом и загрязнением поверхностных вод;

- специализированная сеть пунктов для решения научно-исследовательских задач;

- временная экспедиционная сеть пунктов.

При наблюдении за качеством поверхностных вод соблюдаются следующие принципы: комплексность и систематичность наблюдений, согласованность сроков их проведения с характерными гидрологическими ситуациями, определе­ние показателей качества воды едиными методами. Для выполнения этих за­дач разрабатываются программы контроля (по физическим, химическим, гидробиологическим и гидрологическим показателям) и устанавливается пе­риодичность проведения контроля, анализ проб воды выполняется по единым или обеспечивающим требуемую точность методикам.

С этих позиций сеть гидрохимических наблюдений должна охватывать:

в пространстве:

- по возможности все водные объекты, расположенные на территории изучаемого бассейна;

- всю длину водотока с определением влияния наиболее крупных его прито­ков и сброса сточных вод в него;

- всю акваторию водоемов с определением влияния на него наиболее крупных притоков и сброса в него сточных вод;

во времени:

- все фазы гидрологического режима (весеннее половодье, летнюю межень, летние и осенние дождевые паводки, ледостав, зимнюю межень);

- различные по водности годы (многоводные, средние по водности и маловодные);

- суточные изменения химического состава воды;

- аварийные сбросы сточных вод в водные объекты.

Пункты наблюдений организуют в первую очередь на водоемах и водото­ках, имеющих большое народнохозяйственное значение, а также подвержен­ных значительному загрязнению промышленными, хозяйственно-бытовыми и сельскохозяйственными сточными водами. На не загрязненных сточными водами водоемах и водотоках или их участках создают пункты для фоновых на­блюдений. В пунктах наблюдений организуют один или несколько створов с учетом гидрометеорологических особенностей водного объекта, расположе­ния источников загрязнения, количества, состава и свойств сбрасываемых сточ­ных вод, интересов водопользователей и водопотребителей. В соответствии со сложившимся характером водопользования на водоемах хозяйственно-питье­вого и культурно-бытового водопользования согласно СанПиН 2.1.4.559-96 питьевая вода должна быть безопасна в эпидемическом и радиационном от­ношении, безвредна по химическому составу и иметь благоприятные органолептические свойства.

По одному створу устанавливают на водотоках при отсутствии организованного сброса сточных вод в устьях загрязненных притоков, на незагрязнен­ных участках водотоков, на предплотинных участках рек. В соответствии с этим требованием необходима организация створов на реках выше границы отвода месторождения и ниже по течению границы отвода месторождения (опор­ный речной пост).

Верхний фоновый створ устанавливают в 0,5-1 км выше границы отвода источника загрязнения. Выбор створов ниже источника (или группы источников) загрязнения осуществляют с учетом комплекса условий, влияющих на характер распространения загрязняющих веществ в водотоке. Необходимо, чтобы нижний створ характеризовал состав воды в целом по сечению, т.е. был расположен в месте достаточно полного (не менее 80%) смешения сточных вод с водой водотока.

Для наблюдений по водоему (болотному массиву) устанавливают не менее 3 створов, по возможности равномерно распределенных по акватории. При контроле на отдельных загрязненных участках водоемов створы устанавливают с учетом условий водообмена водоемов. Количество вертикалей в створе на водоеме (болоте) определяется шириной зоны загрязненности. Кроме того, в таких точках рекомендуется проводить комплекс гидробиологических наблю­дений. В качестве фоновой точки наблюдений за водами болотных массивов выбирают точку, расположенную вне контура месторождения. Ее целесооб­разно расположить с наветренной стороны, выше по направлениям потоков поверхностных вод.

Количество вертикалей в створах на водотоке определяется условиями смешения речных вод со сточными водами или водами притоков. С учетом малых значений расходов воды маловероятно ожидать выраженную неоднородность химического состава. Поэтому в соответствии с наставлениями по производ­ству гидрометрических работ на малых реках в створе устанавливается одна вертикаль (на стержне реки).

Количество горизонтов на вертикали определяется глубиной водоема или водотока в месте измерения. При глубине до 5 м устанавливается один горизонт (у поверхности - в 0,2-0,3 м от поверхности воды летом и у нижней по­верхности льда зимой).

Программы наблюдений за качеством воды. Все пункты наблюдений за качеством воды водоемов и водотоков делят на 4 категории, определяемые час­тотой и детальностью программ наблюдений. Пункты 4-й категории устанав­ливают на незагрязненных участках водоемов и водотоков.

Наблюдения за качеством воды ведут по определенным программам, кото­рые зависят от категории пункта контроля. Периодичность проведения конт­роля по гидробиологическим и гидрохимическим показателям устанавливают в соответствии с категорией пункта наблюдений [48].

Параметры, определение которых предусмотрено обязательной программой наблюдений за качеством поверхностных вод по гидрохимическим и гидрологическим показателям, приведены в табл. 7.3.

Выбор тех или иных аттестованных методик проводится в соответствии с требованиями Правил контроля качества воды водоемов и водотоков, а также "Фе­дерального перечня аттестованных и временно допущенных к использова­нию методик определения содержаний компонентов в природных и сточных водах" (М., 1990). Более поздний документ, регулирующий применение методов контроля ОС, - "Федеральный перечень методик выполнения измерений, допущенных к применению при выполнении мониторинга ОПС" (РД 52.18.595-96).

Таблица 7.3 - Параметры, определение которых предусмотрено обязательной программой наблюдений

Примечание. ААС - атомная абсорбционная спектроскопия; АЭмС - атомноэмиссионная спектроскопия; БААС - беспламенная атомная абсорбционная спектроскопия; ГХ - газовая хроматография; ИВА - инверсионная вольтамперметрия; ИК - ИК-фотометрия; НАА - нейтронно-активаационный анализ; Орг - органолептика; ПФ - плазменная фотометрия; П - потенциометрия; СФ - спектрофотометрия; Т - титрометрия; ТУР - турбидиметрический анализ; Г -гравиметрия; Ф - фотометрия.

Наблюдения по обязательной программе на водотоках осуществляют, как правило, 7 раз в год в основные фазы водного режима: во время половодья - на подъеме, пике и спаде, во время летней межени - при наименьшем расходе и при прохождении дождевого паводка, осенью - перед ледоставом, а также во время зимней межени.

В водоемах (болотных массивах) качество воды исследуют при следующих гидрологических ситуациях: зимой при наиболее низком уровне и наибольшей толщине льда, в начале весеннего наполнения водоема, в период макси­мального наполнения, в летне-осенний период при наиболее низком уровне воды.

Сокращенную программу наблюдений за качеством поверхностных вод по гидрологическим и гидрохимическим показателям можно рекомендовать также на притоках (кроме основных постов) в зависимости от эколого-гидрологической ситуации в зоне месторождения. Она подразделяется на следующие три вида.

Первая программа - определение расхода воды (на водотоках), уровня воды (на водоемах), температуры, концентрации растворенного кислорода, удель­ной электропроводности, визуальные наблюдения.

Вторая программа - определение расхода воды (на водотоках), уровня воды (на водоемах), температуры, рН, удельной электропроводности, концентрации взвешенных веществ, ХПК, БПК₅, концентрации 2-3 основных ЗВ, репрезентативных для вод в данном пункте контроля, визуальные наблюдения.

Третья программа - определение расхода воды, скорости течения (на водотоках), уровня воды (на водоемах), температуры, рН, концентрации взвешен­ных веществ, концентрации растворенного кислорода, БПК₅, концентраций всех загрязняющих воду в данном пункте контроля веществ, визуальные наблюде­ния. Гидрохимические показатели качества природных вод в пунктах контроля сопоставляют с установленными нормами качества воды.

Программы и периодичность наблюдений по гидрохимическим показате­лям для пунктов различных категорий приведены в табл. 7.4.

Таблица 7.4 - Программы и периодичность наблюдений для пунктов различных категорий

Внедрение в систему наблюдений за качеством воды гидробиологических методов позволяет непосредственно выяснить состав и структуру сообществ гидробионтов.

Полная программа наблюдений за качеством поверхностных вод по гидробиологическим показателям предусматривает исследование:

- фитопланктона - общей численности клеток, числа видов, общей биомас­сы, численности основных групп, биомассы основных групп, числа видов в группе, массовых видов и видов - индикаторов сапробности;

- зоопланктона - общей численности организмов, общего числа видов, об­щей биомассы, численности основных групп, биомассы основных групп, числа видов в группе, массовых видов и видов - индикаторов сапробности;

- зообентоса - общей численности, общей биомассы, общего числа видов, числа групп по стандартной разработке, числа видов в группе, числа основ­ных групп, биомассы основных групп, массовых видов и видов - индикато­ров сапробности;

- перифитона - общего числа видов, массовых видов, частоты встречаемос­ти, сапробности;

- микробиологических показателей - общего числа бактерий, числа сапрофитных бактерий, отношения общего числа бактерий к числу сапрофитных бактерий;

- фотосинтеза фитопланктона и деструкции органического вещества, определение отношения интенсивности фотосинтеза к деструкции органического вещества, содержания хлорофилла;

- макрофитов - проективного покрытия опытной площадки, характера распространения растительности, общего числа видов, преобладающих видов (наименование, проективное покрытие, фенофаза, аномальные признаки).

Сокращенная программа наблюдений за качеством поверхностных вод по гидробиологическим показателям предусматривает исследование:

- фитопланктона - общей численности клеток, общего числа видов, массо­вых видов и видов - индикаторов сапробности;

- зоопланктона - общей численности организмов, общего числа видов, массовых видов и видов - индикаторов сапробности;

- зообентоса - общей численности групп по стандартной разработке, числа видов в группе, числа основных групп, массовых видов и видов - индикато­ров сапробности;

- перифитона - общего числа видов, массовых видов, сапробности, частоты встречаемости.

Программы и периодичность наблюдений по гидробиологическим показателям для станций различных категорий приведены в табл. 7.5.

Одним из основных преимуществ мониторинга состояния поверхностных вод с помощью биоиндикаторов является способность живых организмов накапливать ЗВ либо изменять количественные и качественные характеристики при воздействии на них. Биоиндикация является довольно известным методом контроля за состоянием поверхностных вод. Так, разработана система оценки качества воды, основанная на изучении видового состава и количества орга­низмов-биоиндикаторов. Рассматривается сапробность - реакция гидробионтов на уровень загрязненности водного объекта органическими веществами. Наиболее эффективно привлечение мелких организмов с небольшим жизнен­ным циклом, способных быстро достигать большой численности.

Таблица 7.5 - Периодичность проведения наблюдения по гидробиологическим показателям и виды программ

Основные показатели, используемые при гидробиологической индикации, - соотношение видов и богатство фауны, отношение отдельных видов к уровню сапробности. Данные, полученные в ходе наблюдений, позволяют регистрировать изменения в состоянии водоема, сопоставлять качественные характерис­тики воды в разных пунктах наблюдений.

Организмами-биоиндикаторами могут служить как представители фауны, формирующие зоопланктон, так и рыбы. При этом наблюдения за рыбами позволяют оценивать хронические воздействия малых концентраций загрязняю­щих веществ, влияющих на состояние и функции внутренних органов и соот­ношения симметричных частей тела.

В качестве примера приведем перечень гидробионтов, предложенный для гидробиоиндикации на Черновском месторождении [42]:

- коловратки (Poliarthra vulgaris, Brachionus caliciphloris);

- планктонные рачки (Diaphanosoma brachiurum, Bosmina coregoni);

- малощетинковые черви: трубочник (Tubifex tubifex);

- рыбы: плотва (Rutilus) и окунь (Perca fluvialatilis).

Пункты наблюдений по гидробиологическим показателям совмещаются с пунктами гидрохимического контроля во времени и пространстве и являются надежным индикатором необратимых процессов деградации водных экосистем.

Кроме наблюдений за изменением химического состава в естественных вод­ных объектах регулярно проводится контроль состава очищенных сточных вод после очистных сооружений. Преимущественно это станции биологической очистки хозяйственно-бытовых сточных вод. Контроль проводится в зависимости от конструкций очистных сооружений и способов утилизации сточных вод. Во всех случаях определяется окислительно-восстановительный потен­циал, содержание кислорода, БПК₅, ХПК, содержание взвешенных веществ, солесодержание и состав специфических биогенных элементов - нитратов, нитритов, фосфатов. Обязательным является проведение микробиологическо­го исследования на наличие патогенных микроорганизмов.